JPH11264319A - Exhaust control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust control device for internal combustion engine

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JPH11264319A
JPH11264319A JP7075998A JP7075998A JPH11264319A JP H11264319 A JPH11264319 A JP H11264319A JP 7075998 A JP7075998 A JP 7075998A JP 7075998 A JP7075998 A JP 7075998A JP H11264319 A JPH11264319 A JP H11264319A
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exhaust
valve
intake
combustion chamber
opening
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Koji Hiratani
Toru Noda
Tomonori Urushibara
Koichi Yamaguchi
口 浩 一 山
谷 康 治 平
原 友 則 漆
田 徹 野
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Nissan Motor Co Ltd
日産自動車株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/12Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an exhaust amount of HC, NOx, etc., by stably obtaining self ignition combustion when performing compression self ignition combustion in a gasoline engine. SOLUTION: This type of control device has an ignition plug 22 for executing spark ignition, a first and second intake valves for opening and closing apertures 14a, 15a of a first and second intake ports 14, 15 communicated with a combustion chamber A, a first and second exhaust valves for opening and closing apertures 16a, 17a of a first and second exhaust ports 16, 17 communicated with the combustion chamber A. The second exhaust valve is opened in a specified area between the exhaust process and the intake process for partially flowing the exhaust in the second exhaust port 17 back into the combustion chamber A. Self ignition is switched selectively to spark ignition due to the ignition plug 22 according to the applied load. In such a case, an area of the second exhaust port 17 on the side of its aperture 17a is extended along the outer peripheral direction of the combustion chamber A, so as to flow the contraflow Gin of the exhaust along the outer peripheral direction of the combustion chamber A, which exhaust Gin is flowed back into the combustion chamber A by opening the second exhaust valve.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】本発明は、内燃機関の燃焼室内に排気を導入する内燃機関の排気制御装置に関し、特に、排気ポートから燃焼室内に導入された逆流排気を利用した自己着火運転と点火プラグを利用した火花点火運転とを機関負荷に応じて切り替えて行なわせる内燃機関の排気制御装置に関する。 [0001] The present invention relates to an exhaust control device for an internal combustion engine for introducing the exhaust into the combustion chamber of an internal combustion engine, in particular, using a self-ignition operation and the ignition plug using the introduced backflow exhaust into the combustion chamber from the exhaust port an exhaust control device for an internal combustion engine to perform switch according to the spark ignition operation of the engine load.

【0002】 [0002]

【従来の技術】排出ガス清浄化の一環として、内燃機関例えば火花点火機関(以下、ガソリンエンジンと称す) As part of the Related Art Exhaust gas cleaning, the internal combustion engine for example a spark ignition engine (hereinafter, referred to as gasoline engines)
に点火プラグによる火花点火運転だけでなく圧縮による自己着火運転をも行なわせる手法が開発検討されている。 Method for also perform self-ignition operation by compression not only spark ignition operation by the spark plug has been developed discussed. この手法のガソリンエンジンによれば、排出ガス中のすす及びNOxの発生量が大幅に低減されるものの、 According to a gasoline engine of this approach, although the amount of generation of soot and NOx in the exhaust gas is greatly reduced,
自己着火の時期が混合気の空燃比、混合気の温度等に依存するため、実際に使用される広範囲な負荷領域において、望ましい時期に自己着火を行なわせることは困難であることが知られている。 Timing fuel mixture autoignition, because it depends on temperature of the mixture, in actual use broad load range that is, to carry out the self-ignition in the desired timing is known to be difficult there.

【0003】上記自己着火の時期を制御して運転領域の拡大を図る一手法として、例えば特開平9−28752 [0003] As a method to expand the operating region by controlling the timing of the self-ignition, for example, JP-A-9-28752
8号公報に示されるような技術がある。 There is a technique as shown in 8 JP. この技術は、排気ポートから排出された排気を吸気ポート側へ還流し、 This technique was refluxed exhaust gas emitted from the exhaust port to the intake port side,
この還流排気(外部EGRガス)を燃焼室内へ導入して空燃比を制御し、又、外部EGRガスを冷却して混合気の温度を制御することで、良好な着火が得られる運転領域を拡大しようとするものである。 The reflux evacuated (external EGR gas) is introduced into the combustion chamber by controlling the air-fuel ratio, and, by controlling the temperature of the mixture was cooled external EGR gas, expanding the operating region where good ignition can be obtained it is intended to.

【0004】また、特開平5−59952号公報に示されるように、吸気ポートの近傍に排気還流通路を設けて外部EGRガスを燃焼室内に導入することで、燃焼室内での空燃比を制御し、良好な燃焼状態を得ようとする技術がある。 [0004] Also, as shown in JP-A-5-59952, by introducing the external EGR gas into the combustion chamber the exhaust gas recirculation passage provided in the vicinity of the intake port, and controlling the air-fuel ratio in the combustion chamber , there is a technique order to obtain a good combustion state.

【0005】さらに、特開平5−86992号公報、特開平9−4521号公報に示されるように、副排気ポートを設けて排気の一部を燃焼室内へ逆流、すなわち、逆流排気(内部EGRガス)を燃焼室内へ導入することで、燃焼の改善を図ろうとする技術がある。 [0005] Further, JP-A-5-86992 discloses, as shown in JP-A-9-4521, reflux a portion of the exhaust by providing a secondary exhaust port into the combustion chamber, i.e., reverse flow exhaust (internal EGR gas ) by the introduction into the combustion chamber, there is a technology to attempt is made to improve combustion.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の如き従来技術においては、以下のような問題点があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the above-mentioned prior art, the following problems. すなわち、上記特開平9−287528号公報及び特開平5−59952号公報に開示の技術では、排気ポートから排出された排気を還流して、燃焼室内に導入し、あるいは、途中で温度を調節した後新気に均質的に混合して燃焼室内に導入するため、運転モードが切り替わるような場合の過渡時の応答性が悪く、自己着火の時期を制御するのが困難であるという問題があった。 That is, in the above-mentioned JP-A 9-287528 and JP-A No. 5-59952 JP-disclosed techniques and refluxed an exhaust gas discharged from the exhaust port, is introduced into the combustion chamber, or the temperature was adjusted in the middle to introduce the fresh air combustion chamber is mixed homogeneously after, poor responsiveness of the transient when such that the operation mode is switched, there is a problem that it is difficult to control the timing of self-ignition .

【0007】また、上記特開平5−86992号公報及び特開平9−4521号公報に開示の技術では、排気ポートから排気を逆流させて燃焼室内に導入するものの、 [0007] In the above Japanese Patent 5-86992 and JP Hei 9-4521 Patent Publication disclosed technology, but is introduced into the combustion chamber by the backflow of the exhaust from the exhaust port,
この逆流排気と混合気との分布を安定した所定の例えば成層状態に制御することができず、その結果、安定して所望の燃焼状態を得るのが困難であるという問題があった。 It is not possible to control the distribution of the mixture with the backflow evacuated to a stable predetermined eg stratified state, as a result, there is a problem that stable and it is difficult to obtain a desired combustion state.

【0008】本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、自己着火の時期を容易に制御することができ、安定して良好な燃焼状態が得られるようにしてHC、NOx [0008] The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and an object, it is possible to easily control the timing of self-ignition, stable and excellent in HC as Do combustion state can be obtained, NOx
等の排出量の低減を図ることのできる内燃機関の排気制御装置を提供することにある。 It is to provide an exhaust control device for an internal combustion engine that can reduce the emissions and the like.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る内燃機関の排気制御装置は、請求項1に記載しているように、燃焼室に連通する吸気ポートの開口部を開閉する2つ以上の吸気弁と、燃焼室に連通する排気ポートの開口部を開閉する2つ以上の排気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁を排気行程から吸気行程に亘る所定領域において開弁して排気ポート内にある排気の一部を燃焼室内へ逆流させるように制御し、負荷に応じて自己着火運転と点火プラグによる火花点火運転とを選択的に切り替えて運転させる内燃機関の排気制御装置であって、前記少なくとも1つの排気弁の開弁により燃焼室内に逆流する逆流排気を燃焼室の外周方向に沿って流入するように指向させる逆流排気指向手段を設けた、構成となっている。 Exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, in order to solve the problems], as set forth in claim 1, the intake of the two or more opening and closing the opening of the intake port that communicates with the combustion chamber a valve, and two or more exhaust valves for opening and closing the opening of the exhaust port that communicates with the combustion chamber, at least one of opened in the exhaust port in the predetermined region spreading intake stroke the exhaust valve from the exhaust stroke to controlling a part of certain exhaust so as to flow back into the combustion chamber, an exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine which is operated by switching between spark ignition operation by the spark plug-ignition operation selectively according to the load, the provided the backflow exhaust directing means for directing to the reflux flowing back exhaust into the combustion chamber by opening of at least one exhaust valve flows along the outer circumferential direction of the combustion chamber has a structure.

【0010】また、請求項2に記載しているように、請求項1に係る内燃機関の排気制御装置において、前記逆流排気指向手段として、前記少なくとも1つの排気弁により開閉される開口部側領域を燃焼室の外周方向に沿って伸長するように形成した排気ポートを採用する、構成となっている。 [0010] As described in claim 2, in the exhaust control device for an internal combustion engine according to claim 1, as the back flow exhaust directing means, said at least one opening side region which is opened and closed by an exhaust valve the employing the formed exhaust port to extend along the outer circumferential direction of the combustion chamber has a structure.

【0011】また、請求項3に記載しているように、請求項1に係る内燃機関の排気制御装置において、前記逆流排気指向手段として、前記少なくとも1つの排気弁の傘部に設けられて逆流排気が燃焼室の外周方向以外へ流れるのを阻止する壁面を形成するシュラウドを採用する、構成となっている。 [0011] As described in claim 3, in the exhaust control device for an internal combustion engine according to claim 1, as the back flow exhaust directing means, the provided valve head of the at least one exhaust valve regurgitation exhaust employs a shroud for forming a wall to prevent the flow to the other outer peripheral direction of the combustion chamber has a structure.

【0012】また、請求項4に記載しているように、請求項1に係る内燃機関の排気制御装置において、前記逆流排気指向手段として、前記少なくとも1つの排気弁により開閉される開口部側領域を燃焼室の外周方向に沿って伸長するように形成した排気ポート及び前記少なくとも1つの排気弁の傘部に設けられて逆流排気が燃焼室の外周方向以外へ流れるのを阻止する壁面を形成するシュラウドを採用する、構成となっている。 [0012] As described in claim 4, in the exhaust control device for an internal combustion engine according to claim 1, as the back flow exhaust directing means, said at least one opening side region which is opened and closed by an exhaust valve the provided valve head of the exhaust port is formed to extend along the outer circumferential direction of the combustion chamber and the at least one exhaust valve regurgitation exhaust to form a wall to prevent the flow to the other outer peripheral direction of the combustion chamber to adopt a shroud, and has a configuration.

【0013】また、請求項5に記載しているように、請求項1ないし4に係る内燃機関の排気制御装置において、前記排気弁を駆動する排気用カムシャフトを有し、 [0013] As described in claim 5, in the exhaust control device for an internal combustion engine according to claims 1 to 4, an exhaust camshaft for driving the exhaust valve,
前記排気用カムシャフトが、前記排気弁の全てを排気行程において開弁駆動する第1排気弁用カムの他に、前記少なくとも1つの排気弁を吸気行程においても開弁駆動する第2排気弁用カムを有する、構成となっている。 The exhaust cam shaft, in addition to the first cam exhaust valve for opening driving in all the exhaust stroke of the exhaust valve, a second exhaust valve also opens driven in the at least one exhaust valve intake stroke having a cam, and has a configuration.

【0014】また、請求項6に記載しているように、請求項1ないし4に係る内燃機関の排気制御装置において、前記吸気弁を開弁駆動する吸気弁用カムが形成された吸気用カムシャフトを有し、前記少なくとも1つの排気弁が、前記吸気弁用カムにより、吸気行程においても開弁駆動される、構成となっている。 [0014] As described in claim 6, in the exhaust control device for an internal combustion engine according to claims 1 to 4, the intake cam cam intake valve is formed to be opened driving the intake valve has a shaft, said at least one exhaust valve, a cam the intake valves, also driven to open during the intake stroke, and has a configuration.

【0015】また、請求項7に記載しているように、請求項1ないし6に係る内燃機関の排気制御装置において、前記吸気ポートが、燃焼室への開口部から上流側へ向かう少なくとも所定の領域において、2つ以上の独立した独立吸気ポートとして形成されており、前記独立吸気ポートの少なくとも1つに対して、その通路を開閉する吸気通路開閉弁を設けた、構成となっている。 [0015] As described in claim 7, in the exhaust control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake port, at least a predetermined toward the upstream side from the opening into the combustion chamber in the region, is formed as two or more separate independent intake ports, to at least one of the independent intake ports, it is provided an intake channel opening and closing valve for opening and closing the passage, and has a configuration.

【0016】また、請求項8に記載しているように、請求項1ないし7に係る内燃機関の排気制御装置において、前記排気ポートから排出された排気を前記吸気ポート側に還流する排気還流通路と、負荷に応じて前記排気還流通路を開閉し還流排気の流量を制御する還流排気制御弁とを設けた、構成となっている。 [0016] As described in claim 8, in the exhaust control device for an internal combustion engine according to claims 1 to 7, the exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas discharged from the exhaust port to the intake port side If, provided a recirculated exhaust control valve for controlling the flow rate of the recirculated exhaust gas by opening and closing the exhaust gas recirculation passage in response to the load, it has a configuration.

【0017】さらに、請求項9に記載しているように、 Furthermore, as set forth in claim 9,
請求項8に係る内燃機関の排気制御装置において、前記排気還流通路を流れる還流排気の温度を調節する温度調節手段を設けた、構成となっている。 In the exhaust control device for an internal combustion engine according to claim 8, provided with a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the recirculated exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation passage, and has a configuration.

【0018】 [0018]

【発明の効果】本発明の請求項1に係る内燃機関の排気制御装置によれば、排気ポートから燃焼室内に逆流する逆流排気を燃焼室の外周方向に沿って流入するように指向させる逆流排気指向手段を設けたことにより、吸気行程において、燃焼室内に流入する高温の逆流排気は主として燃焼室の外周部領域に分布し、燃焼室の中心部領域には主として燃料と新気(空気)との混合気が分布する状態、すなわち、環状の成層分布状態が形成され、続く圧縮行程では、この成層分布状態が維持されたまま圧縮が行なわれる。 According to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention, the backflow exhaust directing the reverse flow exhaust flow back into the combustion chamber from the exhaust port to flows along the outer peripheral direction of the combustion chamber by providing the directing means, in the intake stroke, the reverse flow exhaust high-temperature flowing into the combustion chamber is distributed mainly in the peripheral region of the combustion chamber, mainly the fuel in the center region of the combustion chamber fresh air and (air) the air-fuel mixture is distributed state, i.e., the formed annular stratified distribution, in the subsequent compression stroke, the compression is performed while the stratified distribution state is maintained. そして、この断熱圧縮作用によって、燃焼室内の外周部領域に分布する逆流排気の温度が、中心部領域に分布する混合気の発火温度を超える温度まで上昇し、この逆流排気と混合気との界面を起点として、混合気の圧縮自己着火燃焼が生じることになる。 The interface of this adiabatic compression effect, the temperature of the back flow exhaust distributed in the outer peripheral region of the combustion chamber rises to a temperature exceeding the ignition temperature of the mixture to be distributed in the center region, the air-fuel mixture and the reflux exhaust starting from the results in the compression self-ignition combustion of the mixture occurs.

【0019】すなわち、燃焼室の外周部領域に高温の逆流排気が分布した成層分布状態を安定して形成することで、従来の如くデッドボリューム部領域での未燃領域の発生を防止し、より完全に近い燃焼を行なわせることができ、加えて、高負荷時には、逆流排気の導入量を減少させて圧縮行程での混合気の温度を低下させ、一方、低負荷時には、逆流排気の導入量を増加させて圧縮行程での混合気の温度を上昇させることにより、上記良好な燃焼が得られる圧縮自己着火燃焼運転領域を拡大することができ、これによって、NOx、HC等を大幅に低減することができ、又、排気ポートからの逆流排気を利用することで良好な過渡応答性を得ることができる。 [0019] That is, by stably forming a stratified distribution of the peripheral region is hot backflow exhaust distributed combustion chamber, to prevent the occurrence of non 燃領 Areas in conventional as dead volume area, and more completely can be performed near the combustion, in addition, at the time of high load, reduces the amount of introduction of reflux the exhaust to lower the temperature of the air-fuel mixture in the compression stroke, whereas, during low load, the amount of introduction of reflux exhaust by raising the temperature of the mixture in the compression stroke increases, and the good combustion can be expanded a compression-ignition combustion operation region obtained, thereby significantly reducing NOx, the HC, etc. it can, also, it is possible to obtain a good transient response by utilizing the back flow exhaust gas from the exhaust port.

【0020】本発明の請求項2に係る内燃機関の排気制御装置によれば、排気ポートからの逆流排気を燃焼室の外周部に向けて指向させる逆流排気指向手段として、排気ポートの少なくとも開口部側領域を燃焼室の外周方向に沿わせるように形成したものを採用したことから、簡略な構造により、逆流排気を燃焼室の外周部領域に確実に偏在させて成層状に分布させることができ、これにより、安定した圧縮自己着火燃焼を生じさせることができる。 [0020] wherein, according to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 of the present invention, as backflow exhaust directing means for directing the reverse flow exhaust gas from the exhaust port toward the outer periphery of the combustion chamber, at least the opening of the exhaust port from what has been adopted those formed to extend along the side region in the outer circumferential direction of the combustion chamber, by a simple structure, reliable ubiquitously be allowed can be distributed stratified shape backflow evacuated to the outer periphery region of the combustion chamber This makes it possible to produce a stable compression self-ignition combustion.

【0021】本発明の請求項3に係る内燃機関の排気制御装置によれば、排気ポートからの逆流排気を燃焼室の外周部に向けて指向させる逆流排気指向手段として、排気弁の傘部に設けたシュラウドを採用したことから、構造の簡略及び安定した圧縮着火を達成できるのに加えて、排気ポートを形成するシリンダヘッド等の既存の部品を流量することができ、製品のコストを低減させることができる。 According to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 of the present invention, the reverse flow exhaust gas from the exhaust port as backflow exhaust directing means for directing toward the outer periphery of the combustion chamber, the valve head of the exhaust valve since employing the shroud provided, in addition to being able to achieve a simplified and stable compression ignition of structure, it is possible to flow the existing parts such as the cylinder head for forming an exhaust port, to reduce the cost of the product be able to.

【0022】本発明の請求項4に係る内燃機関の排気制御装置によれば、排気ポートからの逆流排気を燃焼室の外周部に向けて指向させる逆流排気指向手段として、排気ポートの少なくとも開口部側領域を燃焼室の外周方向に沿わせるように形成したもの及び排気弁の傘部に設けたシュラウドを採用したことから、簡略な構造により、 [0022] wherein, according to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4 of the present invention, as backflow exhaust directing means for directing the reverse flow exhaust gas from the exhaust port toward the outer periphery of the combustion chamber, at least the opening of the exhaust port since employing the shroud provided on an umbrella portion of the formed ones and exhaust valves so as to extend along the side region in the outer circumferential direction of the combustion chamber, by simple structure,
逆流排気を燃焼室の外周部領域により一層確実に偏在させて成層状に分布させることができ、これにより、より一層安定した圧縮自己着火燃焼を生じさせることができる。 Backflow exhaust by further reliably localized by the outer peripheral region of the combustion chamber can be distributed in stratified form, which makes it possible to produce a more stable compression self-ignition combustion.

【0023】本発明の請求項5に係る内燃機関の排気制御装置によれば、逆流排気を生じさせるべく排気弁を開弁駆動する駆動手段として、排気行程で作動するカム(第1排気弁用カム)を有する排気用カムシャフトに吸気行程で作動する専用のカム(第2排気弁用カム)を設け、この専用のカムにより駆動させる構成を採用したことから、別個に新たなカムシャフト等を設ける必要がない。 According to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 of the present invention, as a driving means for opening driving the exhaust valve to produce a reverse flow exhaust, cam (first exhaust valve which operates at the exhaust stroke a dedicated cam operating the intake stroke to the exhaust cam shaft having a cam) (cam for the second exhaust valve) provided, since employing the configuration in which driven by the dedicated cam, separately a new camshaft, etc. there is no need to provide. 従って、構造上の複雑化等を招くことなく、所望のタイミングで排気ポートから燃焼室内への排気の逆流動作を行なわせることができる。 Therefore, without complicating the like on the structure, it is possible to perform the reverse flow operation of the exhaust gas into the combustion chamber from the exhaust port at a desired timing.

【0024】本発明の請求項6に係る内燃機関の排気制御装置によれば、逆流排気を生じさせるべく排気弁を開弁駆動する駆動手段として、吸気弁を開弁駆動するために設けられた吸気用カムシャフトの吸気弁用カムを用いて排気弁を開弁駆動する構成を採用したことから、吸気用カムから排気弁までの連動手段を設けるだけで別個に新たなカムシャフト等を設ける必要はない。 According to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6 of the invention, as a driving means for opening driving the exhaust valve to produce a reverse flow exhaust, provided for opening driving the intake valve the exhaust valve using a cam intake valve of the intake camshaft from that where the configuration of the opening drive, just need to separately provide a new cam shaft or the like provided with interlocking means from an intake cam to the exhaust valve no. 従って、構造上の複雑化を招くことなく、吸気行程と確実に同期させて、所望のタインミングで排気ポートから燃焼室内への排気の逆流動作を行なわせることができる。 Therefore, it is possible without complicating the structural and reliably synchronized with the intake stroke to perform the reverse flow operation of the exhaust gas into the combustion chamber from the exhaust port at a desired Tainmingu.

【0025】本発明の請求項7に係る内燃機関の排気制御装置によれば、吸気ポートを2つ以上の独立した独立吸気ポートとして形成し、この独立吸気ポートの少なくとも1つに吸気通路開閉弁を設ける構成を採用したことから、吸気行程においてこの吸気通路開閉弁を閉弁させて他の独立吸気ポートから燃焼室内に新気を流入させることにより、この新気を燃焼室の外周方向に沿うスワール流とすることができる。 According to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7 of the present invention, the intake port is formed as two or more separate independent intake port, at least one intake passage on-off valve of the independent intake ports since employing the configuration in which the, by closing the intake passage on-off valve by flowing fresh air into the combustion chamber from the other independent intake port in the intake stroke, along the fresh air in the outer peripheral direction of the combustion chamber it can be a swirl flow. 従って、排気ポートから導入される逆流排気は、このスワール流の影響を受けて、燃焼室の外周部領域に偏在して分布させられることになり、これにより、安定した圧縮自己着火燃焼を生じさせることができる。 Therefore, backflow exhaust gas introduced from the exhaust port, the influence of the swirl flow, unevenly distributed in the peripheral region of the combustion chamber will be caused to distributed, thereby causing a stable compression self-ignition combustion be able to.

【0026】本発明の請求項8に係る内燃機関の排気制御装置によれば、排気ポートからの逆流排気だけでなく、排気ポートから排出された排気を吸気ポート側へ還流した還流排気をも燃焼室へ導入する構成を採用したことから、混合気の燃焼温度等を緻密にコントロールすることができ、すす,NOx等の排出量を一層低減させることができる。 [0026] wherein, according to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8 of the present invention, not only the reverse flow exhaust gas from the exhaust port, also the recirculated exhaust was refluxed to the intake port side discharged exhausted from the exhaust port combustion since where the configuration to be introduced into the chamber, it is possible to precisely control the combustion temperature of the gas mixture, soot, emissions such as NOx can be further reduced.

【0027】本発明の請求項9に係る内燃機関の排気制御装置によれば、排気ポートからの逆流排気だけでなく、排気ポートから排出された排気を吸気ポート側へ還流した還流排気をも燃焼室へ導入すると共に、この還流排気の温度を調節できる構成を採用したことから、混合気の燃焼温度等をより一層緻密にコントロールすることができ、すす,NOx等の排出量をより一層大幅に低減させることができる。 [0027] wherein, according to the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 9 of the present invention, not only the reverse flow exhaust gas from the exhaust port, also the recirculated exhaust was refluxed to the intake port side discharged exhausted from the exhaust port combustion is introduced into the chamber, since adopting a configuration capable of adjusting the temperature of the recirculated exhaust gas, the combustion temperature of the mixture more densely can be controlled, soot, emissions such as NOx even more significant it can be reduced.

【0028】 [0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained based on the embodiment of the present invention in the accompanying drawings.

【0029】図1及び図2は、本発明に係る排気制御装置の一実施例を備えた内燃機関(ガソリンエンジン)の概略構成を示す側面図及び平面図である。 [0029] Figures 1 and 2 are a side view and a plan view showing a schematic construction of an internal combustion engine equipped with an embodiment of the exhaust control device according to the present invention (gasoline engine). このガソリンエンジン10では、図1及び図2に示すように、シリンダブロック11の円筒状ボア側面11aと、このボア側面11aに沿って往復動するピストン12の冠面12a In the gasoline engine 10, as shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical bore side 11a of the cylinder block 11, the crown surface 12a of the piston 12 which reciprocates along the bore side 11a
と、シリンダヘッド13の下面13aとにより燃焼室A When the combustion chamber A by the lower surface 13a of the cylinder head 13
が画定され、又、シリンダヘッド13には、この燃焼室Aに新気あるいは新気と燃料との混合気等を導入するための独立吸気ポートとしての第1吸気ポート14及び第2吸気ポート15と、燃焼を終えた排気を燃焼室Aから排出するための第1排気ポート16及び第2排気ポート17とが形成されている。 There are defined, also the cylinder head 13, the first intake port 14 and the second intake port 15 as an independent intake ports for introducing the mixture, such as the fresh air or fresh air and fuel into the combustion chamber A When the first exhaust port 16 and the second exhaust port 17 for discharging the exhaust gas after combustion from the combustion chamber a is formed. また、このシリンダヘッド1 Further, the cylinder head 1
3には、第1吸気ポート14の開口部14aを開閉する第1吸気弁18と、第2吸気ポート15の開口部15a 3 includes a first intake valve 18 for opening and closing the opening 14a of the first intake port 14, the opening 15a of the second intake port 15
を開閉する第2吸気弁19と、第1排気ポート16の開口部16aを開閉する第1排気弁20と、第2排気ポート17の開口部17aを開閉する第2排気弁21とが往復動自在に取り付けられており、さらに、燃焼室Aを画定する下面13aの略中央部には、火花点火を行なうための点火プラグ22が取り付けられている。 A second intake valve 19 for opening and closing a first exhaust valve 20 for opening and closing the opening 16a of the first exhaust port 16, a second exhaust valve 21 for opening and closing the opening portion 17a of the second exhaust port 17 is reciprocated mounted freely, further, the substantially central portion of the lower surface 13a that defines a combustion chamber a, the spark plug 22 for performing spark ignition is attached.

【0030】上記第1吸気ポート14と第2吸気ポート15とは、略同一の形状でかつ同一の傾斜角をなして燃焼室Aに連通するように形成されており、第1吸気ポート14の途中には燃料を噴射するための電磁式燃料噴射弁23が取り付けられ、又、第2吸気ポート15の途中には、駆動機構(不図示)によってエンジンの運転条件に応じ開閉制御されてその通路を開閉する吸気通路開閉弁としてのスワール制御弁24が回動自在に取り付けられている。 [0030] The first intake port 14 and the second intake port 15, substantially the same shape and form the same angle of inclination are formed so as to communicate with the combustion chamber A, the first intake port 14 middle electromagnetic fuel injection valve 23 for injecting fuel is attached, also in the middle of the second intake port 15, the passage by a drive mechanism (not shown) controlled to open and close according to the operating condition of the engine swirl control valve 24 serving as an intake passage on-off valve for opening and closing is rotatably attached to. 尚、これら独立した第1吸気ポート14と第2吸気ポート15との上流側は、お互いに合流して1つの吸気ポートとして形成されている。 Incidentally, upstream of these independent first intake port 14 and the second intake port 15 is formed as a single intake port joins each other.

【0031】上記第1排気ポート16と第2排気ポート17とは、第1排気ポート16の方が大きい傾斜角をなして燃焼室Aから斜め上方に略直線状に伸長するように形成されており、一方、第2排気ポート17は、小さい傾斜角をなして燃焼室Aから略水平方向に伸長するように、かつその開口部17a近傍領域が燃焼室Aの外周方向すなわち円筒状をなすボア側面11aの接線方向に伸長するように途中を湾曲させた形状に形成されている。 [0031] and the first exhaust port 16 and the second exhaust port 17, is formed from the combustion chamber A to form a large inclination angle toward the first exhaust port 16 so as to extend obliquely upward in a substantially linear shape cage, while the second exhaust port 17, bore forming a small without a tilt angle from the combustion chamber a and to extend in a substantially horizontal direction, and the outer circumferential direction, that is cylindrical opening 17a area near the combustion chamber a It is formed in a shape that is curved in the middle to extend in a tangential direction of the side surface 11a.

【0032】上記のように第2排気ポート17を形成したことにより、その開口部17aを開閉する第2排気弁21を吸気行程において開弁させると、この第2排気ポート17内に残留する排気は、図3に示すように燃焼室Aの外周方向に向かうように指向させられ、その後、図2に示すようにボア側面11aに沿って外周部領域に偏在するように流入することになる。 [0032] By forming the second exhaust port 17 as described above, when to open the second exhaust valve 21 for opening and closing the opening 17a in the intake stroke, the exhaust gas remaining within this second exhaust port 17 is brought into oriented toward the outer circumference of the combustion chamber a as shown in FIG. 3, then, it would be injected such that localized in the outer peripheral region along the bore side 11a as shown in FIG.

【0033】すなわち、上記のように形成された第2排気ポート17は、燃焼室A内に逆流する逆流排気Gin [0033] That is, the second exhaust port 17 formed as described above, the backflow exhaust Gin flowing back into the combustion chamber A
を燃焼室Aの外周方向に沿って流入するように指向させる逆流排気指向手段を構成している。 Constitute the backflow exhaust directing means for directing such flows along the outer circumferential direction of the combustion chamber A to.

【0034】図4に示すように、上記第1吸気弁18及び第2吸気弁19を開閉駆動する機構は、シリンダヘッド13に固定された吸気側ロッカシャフト25に揺動自在に取り付けられて第1吸気弁18及び第2吸気弁19 As shown in FIG. 4, a mechanism for opening and closing the first intake valve 18 and the second intake valve 19 is first mounted pivotably on the intake side rocker shaft 25 fixed to the cylinder head 13 first intake valve 18 and the second intake valve 19
の上端部にそれぞれ当接する当接部27aを備えた吸気側ロッカアーム27、シリンダヘッド13に回動自在に支持されてこの吸気側ロッカアーム27に接触し、吸気行程において第1及び第2吸気弁18,19を開弁するように作動する吸気弁用カム29aを備えた吸気用カムシャフト29等により構成されており、又、第1排気弁20及び第2排気弁21を開閉駆動する機構は、シリンダヘッド13に固定された排気側ロッカシャフト26に揺動自在に取り付けられて第1排気弁20及び第2排気弁21の上端部にそれぞれ当接する当接部28aを備えた排気側ロッカアーム28、シリンダヘッド13に回動自在に支持されてこの排気側ロッカアーム28に接触し排気行程において第1及び第2排気弁20,21を開弁するように作動す The upper end to an intake side rocker arm 27 provided with a abutment portion abutting 27a, is rotatably supported in the cylinder head 13 in contact with the intake-side rocker arm 27, first and second intake valve in the intake stroke 18 is configured by the intake camshaft 29 or the like provided with a cam 29a for the intake valve operable to open the 19, also a mechanism for opening and closing the first exhaust valve 20 and the second exhaust valve 21, the first exhaust valve 20 and the exhaust-side rocker arm 28 having a contact portion 28a which respectively abut the upper end portion of the second exhaust valve 21 is mounted swingably on the exhaust side rocker shaft 26 fixed to the cylinder head 13, be actuated to the cylinder head 13 is rotatably supported in contact with the exhaust-side rocker arm 28 to open the first and second exhaust valves 20 and 21 in the exhaust stroke 第1排気弁用カム30a及び吸気行程において第2排気弁21を開弁するように作動する第2排気弁用カム30bを備えた排気用カムシャフト30 Exhaust camshaft 30 provided with a second exhaust valve cam 30b to operate so as to open the second exhaust valve 21 in the cam 30a and the intake stroke for the first exhaust valve
等により構成されている。 And it is made of, and the like. ここで、上記吸気用カムシャフト29の吸気弁用カム29aと、排気用カムシャフト30の第1排気弁用カム30a及び第2排気弁用カム3 Here, a cam 29a for the intake valves of the intake camshaft 29, the first exhaust valve cam 30a and the second exhaust valve cam 3 of the exhaust camshaft 30
0bとは、クランク角に対して、図5に示すようなリフト特性となるように形成されている。 0b and, to the crank angle, and it is formed so as to lift characteristic shown in FIG.

【0035】次に、本実施例に係る排気制御装置の動作について説明する。 Next, the operation of the exhaust control device according to the present embodiment.

【0036】先ず、エンジンが中負荷領域で運転される場合は、排気行程において、第1排気弁用カム30aの作動により第1排気弁20及び第2排気弁21が共に押し下げられて開弁し、燃焼室A内の既燃ガスが第1排気ポート16及び第2排気ポート17の両ポートを通って排気として外部に向け排出される。 [0036] First, when the engine is operated in a middle-load region, in the exhaust stroke, the first exhaust valve 20 and the second exhaust valve 21 is pushed down together opened by operation of the first exhaust valve cam 30a , burned gas in the combustion chamber a is discharged toward the outside as exhaust through both ports of the first exhaust port 16 and the second exhaust port 17. 続く吸気行程においては、吸気弁用カム29aの作動により第1吸気弁18 In the subsequent intake stroke, the first intake valve 18 by the operation of the cam 29a for the intake valve
及び第2吸気弁19が共に押し下げられて開弁し、かつ、スワール制御弁24が閉弁して、燃料噴射弁23から噴射された燃料と吸気系の上流から導入された新気(空気)との混合気が第1吸気ポート14から燃焼室A And the second intake valve 19 is depressed to open together and with swirl control valve 24 is closed, fresh air introduced from the upstream of the intake system and the fuel injected from the fuel injection valve 23 (air) combustion chamber a gas mixture from the first intake port 14 of the
内に導入される。 It is introduced into the inside. また、この吸気行程においては、前述第1排気弁用カム30aの作動が終了すると同時に、第2排気弁用カム30bの作動により第2排気弁21のみが再び押し下げられて開弁し、第2排気ポート17内に残留する排気が燃焼室A内に逆流する。 Further, in the intake stroke, at the same time the operation of the cam 30a for the aforementioned first exhaust valve is finished, only the second exhaust valve 21 is depressed again opened by the operation of the second exhaust valve cam 30b, the second the exhaust gas remaining in the exhaust port 17 from flowing back into the combustion chamber a.

【0037】この際、第2排気ポート17はその開口部17a側領域の通路が燃焼室Aの外周方向すなわちボア側面11aの接線方向に伸長するように形成されていることから、第2排気ポート17内に残留する排気はこのボア側面11aに沿うように逆流し、又、スワール制御弁24によるスワール作用の影響も受けて、図6に示すように、逆流排気Ginは燃焼室Aの外周部領域に環状に偏在し、又、混合気Gmixは燃焼室Aの略中央部領域に集まるように成層分布状態を形成する。 [0037] At this time, the second exhaust port 17 from the passage of the opening 17a side region is formed to extend in the tangential direction of the outer peripheral direction, that bore side 11a of the combustion chamber A, the second exhaust port the exhaust gas remaining in the 17 flows back along the the bore side 11a, also receives the influence of the swirl action of the swirl control valve 24, as shown in FIG. 6, the backflow exhaust Gin outer peripheral portion of the combustion chamber a unevenly distributed annularly in a region, also mixture Gmix forms a stratified distribution as gather in a substantially central region of the combustion chamber a.

【0038】続く圧縮行程においては、吸気弁用カム2 [0038] In the subsequent compression stroke, the intake valve cam 2
9a及び第2排気用カム30bの作動が終了して、第1 Of 9a and the second exhaust cam 30b operates is finished, the first
及び第2吸気弁18,19と第2吸気弁21とが閉弁し、上記成層分布状態が維持されたままピストン12が上昇して、混合気Gmix及び逆流排気Ginの圧縮が行なわれる。 And a second closed intake valve 18, 19 and the second intake valve 21, the stratified distribution remains piston 12 state is maintained is increased, the compression of the mixture Gmix and backflow exhaust Gin is performed. この圧縮行程において、燃焼室A内の外周部領域に分布する逆流排気Ginの温度は、断熱圧縮変化によって燃焼室A内の略中央部に位置する混合気Gm In this compression stroke, the temperature of the back flow exhaust Gin distributed in the outer peripheral region of the combustion chamber A is the air-fuel mixture Gm located substantially centrally in the combustion chamber A by the adiabatic compression change
ixの発火温度を超える温度まで上昇し、この昇温した逆流排気Ginと混合気Gmixとの界面を起点として、混合気Gmixは自己着火燃焼を生じることになる。 Raised to a temperature exceeding the ignition temperature of ix, starting from the interface between the heated and backflow exhaust Gin fuel mixture gmix, mixture gmix would cause self-ignition combustion. 上記自己着火燃焼による爆発力により、続く膨張行程ではピストン12が押し下げられて、再び排気行程へと戻り、上述した動作が繰り返されることになる。 The explosive force by the self-ignition combustion, in the subsequent expansion stroke the piston 12 is pushed down, back again to the exhaust stroke, so that the above-described operation is repeated.

【0039】尚、上記エンジンの中負荷運転領域においては、スワール制御弁24を開弁状態にしたままで、第1吸気ポート14だけでなく第2吸気ポート15からも新気を導入する構成を採用することも可能である。 [0039] In the load operation zone in the engine, while the swirl control valve 24 was opened, the configuration also introduces new air from the second intake port 15 not only the first intake port 14 it is also possible to employ.

【0040】エンジンが高負荷領域で運転される場合は、排気行程において、第1排気弁用カム30aの作動により第1排気弁20及び第2排気弁21が共に押し下げられて開弁し、燃焼室A内の既燃ガスが第1排気ポート16及び第2排気ポート17を通って排気として外部に向けて排出される。 [0040] If the engine is operated in a high load region, in the exhaust stroke, the first exhaust valve 20 and the second exhaust valve 21 is pushed down together opened by operation of the first exhaust valve cam 30a, the combustion burned gas in the chamber a is discharged toward the outside as exhaust through the first exhaust port 16 and the second exhaust port 17. 続く吸気行程においては、第1排気弁用カム30aの作動が終了して第1及び第2排気弁20,21が閉弁し、吸気弁用カム29aの作動により第1吸気弁18及び第2吸気弁19が共に押し下げられて開弁すると共にスワール制御弁24も開弁し、燃焼噴射弁23から噴射された燃料と吸気系の上流から導入された新気(空気)との混合気が第1吸気ポート14から、又、新気(空気)のみが第2吸気ポート15からそれぞれ燃焼室A内に導入される。 Followed in the intake stroke, operation of the first exhaust valve cam 30a is completed by the first and second exhaust valves 20 and 21 closed, the first intake valve by the operation of the cam 29a for the intake valve 18 and the second intake valve 19 is pushed down together opened even swirl control valve 24 while opening, mixture of the fresh air introduced from the upstream of the fuel intake system, which is injected from the fuel injection valve 23 (air) is first from first intake port 14, also only fresh air (air) is introduced into the respective combustion chamber a from the second intake port 15. この吸気行程においては、前述中負荷領域の場合のように第2排気弁21が第2排気弁用カム30bにより開弁駆動されることはなく、閉弁状態となっている。 In the intake stroke, it is not driven to open by the second exhaust valve 21 and the second exhaust valve cam 30b as in the above medium load region, and has a closed state. この第2排気弁21の閉弁状態は、排気側ロッカアーム28に設けられた公知のカム選択機構(不図示)を作動させて、第2排気弁用カム30bの作動力を第2排気弁21に伝達しないようにすることにより維持される。 The closed state of the second exhaust valve 21, the exhaust-side rocker arm 28 known cam selection mechanism provided to actuate the (not shown), the actuating force of the second exhaust valve cam 30b second exhaust valve 21 It is maintained by not transmitted to. そして、上記吸気行程により導入された混合気は、燃焼室A内において均質に分布することになる。 The mixture gas introduced by the intake stroke will be homogeneously distributed in the combustion chamber A.

【0041】続く圧縮行程においては、吸気弁用カム2 [0041] In the subsequent compression stroke, the intake valve cam 2
9aの作動が終了して第1及び第2吸気弁18,19が閉弁し、上記混合気の均質分布が維持されたままピストン12が上昇してこの混合気を圧縮し、この圧縮行程の終端近傍において点火プラグ22により火花点火が行なわれて、混合気は均質燃焼を生じることになる。 First and second intake valves 18 and 19 closed 9a of operation is complete, the mixture remained piston 12 homogeneous distribution of the gas is maintained rises to compress the air-fuel mixture, the compression stroke and spark ignition is performed by the ignition plug 22 at the end near the air-fuel mixture will produce the homogeneous combustion. 上記火花点火燃焼による爆発力により、続く膨張行程ではピストン12が押し下げられて、再び排気行程へと戻り、上述した動作が繰り返されることになる。 The explosive force by the spark ignition combustion, the subsequent expansion stroke the piston 12 is pushed down, back again to the exhaust stroke, so that the above-described operation is repeated.

【0042】尚、上記エンジンの高負荷運転領域においては、吸気行程において第2排気弁21を閉弁状態に維持して逆流排気Ginを燃焼室A内に導入しない構成としたが、第2排気弁21の開弁量を調節して少量の逆流排気を導入し、混合気に自己着火燃焼を行なわせる構成を採用することも可能である。 [0042] In the high-load operation region of the engine, but the reverse flow exhaust Gin maintains the second exhaust valve 21 in a closed state in the intake stroke was not introduce structure into the combustion chamber A, the second exhaust introducing a small amount of reverse flow exhaust by adjusting the valve opening amount of the valve 21, it is also possible to adopt a configuration for causing the self-ignition combustion air mixture.

【0043】エンジンが低負荷領域で運転される場合は、基本的には前述中負荷運転領域の場合の作動と同様であるが、吸気行程において、カム選択機構により第2 [0043] If the engine is operated in a low load region is basically the same as the operation in the case of the aforementioned medium load operation region, in the intake stroke, the second by a cam selection mechanism
排気弁用カム30bの作動力が第1排気弁20にも作用するようにして、この第1排気弁20をも開弁させて、 Actuating force of the exhaust valve cam 30b is so as to act on the first exhaust valve 20, also by opening the first exhaust valve 20,
第2排気ポート17からだけでなく第1排気ポート16 First exhaust port 16 not only from the second exhaust port 17
からも逆流排気Ginを燃焼室Aに導入するように、すなわち、中負荷運転時よりも多量の逆流排気を導入するようにして、圧縮行程における混合気の温度を上昇させて、より安定した自己着火燃焼が生じるように運転される。 As also introduces backflow exhaust Gin to the combustion chamber A from, ie, so as to introduce a large amount of reverse flow exhaust than during medium load operation, to raise the temperature of the mixture in the compression stroke, more stable self ignition combustion is operated to produce.

【0044】以上のように運転されることにより、安定した圧縮自己着火燃焼の運転領域が拡大され、又、吸気系に還流する還流排気ではなく排気ポートから逆流させる逆流排気を導入することで、良好な過渡応答性が得られると共に、従来のように吸気系の途中に設けられたスロットル弁によって例えば部分負荷時に吸入される新気の量を制限する必要がないため、吸入負荷に起因するポンピングロスが低減され、これにより、燃費が向上することになる。 [0044] By being operated as described above, the operating range of the stable compression self-ignition combustion expansion, and, by introducing a reverse flow exhaust to flow back from the exhaust port rather than recirculated exhaust gas flows back to the intake system, good with transient response can be obtained, there is no need to limit the amount of fresh air drawn upon for example partial loads by conventional throttle valve provided in the middle of the intake system as the pumping caused by the suction load loss is reduced, As a result, the fuel economy is improved.

【0045】図7は、本発明に係る排気制御装置の一部を構成する逆流排気指向手段の他の実施例を示すものである。 [0045] Figure 7 shows another embodiment of the reverse flow exhaust directing means forming a part of the exhaust control device according to the present invention. この実施例での逆流排気指向手段としては、前述実施例のように燃焼室Aの外周方向に沿うように形成され排気ポートを採用するのではなく、燃焼室Aに対して直線的に連通する第1排気ポート31及び第2排気ポート32を採用し、この第2排気ポート32の開口部32 The reverse flow exhaust directing means in this embodiment, rather than employing a formed exhaust ports along the outer circumference of the combustion chamber A as described above in Example linearly communicates with respect combustion chamber A the first exhaust port 31 and the second exhaust port 32 is adopted, the opening 32 of the second exhaust port 32
aを開閉するものとして、傘部33aに湾曲したシュラウド34が設けられた第2排気弁33を採用するものである。 As to open and close the a, it is to employ a second exhaust valve 33 which shroud 34 is curved in an umbrella portion 33a is provided.

【0046】すなわち、第2排気弁33の傘部33aに設けられたシュラウド34は、第2排気ポート32からの逆流排気が燃焼室A内の所定方向へ流れるのを阻止する、つまり、燃焼室Aの外周方向に沿う流れのみを許容するように形成されている。 [0046] That is, the shroud 34 provided in the valve head 33a of the second exhaust valve 33, reverse flow exhaust from the second exhaust port 32 is prevented from flowing in a predetermined direction within the combustion chamber A, that is, the combustion chamber It is formed so as to permit only the flow along the outer circumferential direction of a. 尚、このシュラウド34付きの第2排気弁34を採用する場合は、このシュラウド34が燃焼室Aに対して常時所定の方向を向くように、 Incidentally, in the case of employing the second exhaust valve 34 with the shroud 34, as this shroud 34 faces the constant predetermined direction relative to the combustion chamber A,
往復動に伴なう第2排気弁33の軸線まわりの回転を阻止するような手段を設けるのが良い。 The provision of means to prevent rotation about the axis of the accompanied to the reciprocating second exhaust valve 33 is good.

【0047】尚、逆流排気指向手段として、前述の燃焼室Aの外周方向に沿うように形成された第2排気ポート17と上記シュラウド34付きの第2排気弁33とを兼ね備えた構成を採用することも可能である。 [0047] As backflow exhaust directing means, to adopt a configuration in which both a second exhaust valve 33 with the second exhaust port 17 and the shroud 34 which is formed along the outer circumference of the combustion chamber A of the above it is also possible.

【0048】図8は、前述第1吸気弁18及び第2吸気弁19と第1排気弁20及び第2排気弁21とを開閉駆動する機構の他の実施例を示すものである。 [0048] Figure 8 shows another embodiment of a mechanism for opening and closing the first intake valve 18 and the second intake valve 19 described above and the first exhaust valve 20 and the second exhaust valve 21. 図8に示すように、第1吸気弁18及び第2吸気弁19を開閉駆動する機構は、シリンダヘッド13に固定された吸気側ロッカシャフト40に揺動自在に取り付けられて第1吸気弁18及び第2吸気弁19の上端部にそれぞれ当接する第1当接部42a及びこの第1当接部42aと反対側に設けられて後述する吸気用カムシャフト44に当接する第2当接部42bを備えた吸気側ロッカアーム42、シリンダヘッド13に回動自在に支持されてこの吸気側ロッカアーム42の第2当接部42bに接触し吸気行程において第1及び第2吸気弁18,19を開弁するように作動する吸気弁用カム44aを備えた吸気用カムシャフト44等により構成されており、又、第1排気弁20及び第2排気弁21を開閉駆動する機構は、シリンダヘッド13 As shown in FIG. 8, a mechanism for opening and closing the first intake valve 18 and the second intake valve 19, the first intake valve mounted pivotably on the intake side rocker shaft 40 fixed to the cylinder head 13 18 and the first contact portion 42a and the second contact portion 42b in contact with the intake cam shaft 44 described later is provided on the opposite side of the first contact portion 42a in contact with respective upper end portion of the second intake valve 19 the intake side rocker arm 42 with a rotatably supported on the cylinder head 13 by opening the second first and second intake valves 18, 19 in contact with the intake stroke to the contact portion 42b of the intake side rocker arm 42 is constituted by such intake camshaft 44 with a cam 44a for the intake valve operable to, also a mechanism for opening and closing the first exhaust valve 20 and the second exhaust valve 21, the cylinder head 13 固定された第1排気側ロッカシャフト41に揺動自在に取り付けられて第1排気弁20及び第2排気弁21の上端部にそれぞれ当接する当接部43aを備えた第1排気側ロッカアーム43、シリンダヘッド13に回動自在に支持されてこの第1排気側ロッカアーム43に接触し排気行程において第1及び第2排気弁20,21 The first exhaust-side rocker arm 43 having a contact portion 43a, respectively to the upper end of the first exhaust valve 20 and the second exhaust valve 21 swingably attached to the first exhaust-side rocker shaft 41 fixed in contact, the in is rotatably supported by the cylinder head 13 in contact with the first exhaust-side rocker arm 43 exhaust stroke 1 and the second exhaust valves 20, 21
を開弁するように作動する排気弁用カム45aを備えた排気用カムシャフト45、シリンダヘッド13に固定された第2排気側ロッカシャフト46に揺動自在に取り付けられて第2排気弁21の上端部に(運転モードによっては第1排気弁20の上端部にも)当接する第1当接部47a及びこの第1当接部47aと反対側に設けられて前述吸気用カムシャフト44に当接する第2当接部47 Exhaust camshaft 45 provided with an exhaust valve cam 45a which operates to open and swingably attached to the second exhaust-side rocker shaft 46 fixed to the cylinder head 13 of the second exhaust valve 21 the upper end portion to the first contact portion 47a and the aforementioned intake camshaft 44 is provided on the opposite side of the first contact portion 47a abuts (also the upper end portion of the operating mode the first exhaust valve 20) this the second contact portion 47 in contact
bを備えた第2排気側ロッカアーム47等により構成されている。 It is constituted by a second such as an exhaust side rocker arm 47 having a b. 尚、上記第2排気側ロッカアーム47には、 Note that the second exhaust-side rocker arm 47,
吸気弁用カム44aによる作動力を第2排気弁21を伝達しないための、又、第2排気弁21だけでなく第1排気弁20にも伝達するための公知のカム選択機構(不図示)が設けられている。 For the actuation force by the cam 44a for the intake valve does not transmit the second exhaust valve 21, also known cam selecting mechanism for also transmitted to the first exhaust valve 20 not only the second exhaust valve 21 (not shown) It is provided.

【0049】すなわち、排気行程においては、排気用カムシャフト45の排気弁用カム45aの作動により、第1排気側ロッカアーム43が下向き(図8中反時計回わり)に回動して、第1排気弁20及び第2排気弁21を開弁駆動し、吸気行程においては、吸気用カムシャフト44の吸気弁用カム44aの作動により、吸気側ロッカアーム42が図8中反時計回わりに回動して第1吸気弁18及び第2吸気弁19を開弁駆動すると共に、第2排気側ロッカアーム47が図8中時計回わりに回動して第2排気弁21のみを開弁駆動(エンジンが低負荷運転の場合は、第1排気弁20をも開弁駆動)する。 [0049] That is, in the exhaust stroke, the operation of the exhaust valve cam 45a of the exhaust camshaft 45, the first exhaust side rocker arm 43 is pivoted downward (counterclockwise times comparatively in FIG. 8), first the exhaust valve 20 and the second exhaust valve 21 is opened the drive, in the intake stroke, by the operation of the intake valve cam 44a of the intake camshaft 44, the intake-side rocker arm 42 rotates counterclockwise once comparatively in FIG. 8 a first intake valve 18 and the second intake valve 19 while opening drive, the second exhaust-side rocker arm 47 is rotated in the clockwise once comparatively in FIG. 8 the second exhaust valve 21 only the valve opening drive (low engine Te If the load operation is also open driving) to the first exhaust valve 20.

【0050】この場合の第1及び第2排気弁20,21 [0050] The first and the second exhaust valve in this case 20, 21
と第1及び第2吸気弁18,19とのクランク角に対するリフト特性は、図9に示すようになる。 The lift characteristics with respect to the crank angle between the first and second intake valves 18 and 19 is as shown in FIG. 図9から理解されるように、第1及び第2吸気弁18,19と第2排気弁21との開弁動作を同期させることができ、これにより、吸気行程において混合気と共に逆流排気を確実に所定のタイミングで燃焼室A内に導入することができる。 As understood from FIG. 9, the first and second intake valves 18, 19 can synchronize the opening operation of the second exhaust valve 21, thereby ensuring the backflow exhaust with the air-fuel mixture in the intake stroke it can be introduced into the combustion chamber a at a predetermined timing.

【0051】図10は、本発明に係る排気制御装置の他の実施例を示す概略構成図である。 [0051] Figure 10 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the exhaust control device according to the present invention. この排気制御装置では、前述図2に示す実施例と同様に第1吸気ポート1 In the exhaust control apparatus, embodiment and the first intake port as well 1 shown in the aforementioned Figure 2
4、第2吸気ポート15、第1排気ポート16、逆流排気が燃焼室Aの外周方向に沿って流入するように形成された第2排気ポート17、燃料噴射弁23、スワール制御弁24等を備える他に、第1排気ポート16(あるいは、排気マニホールド(不図示))の途中から第1吸気ポート14の途中までを連通させて排気ポートから排出された排気を吸気ポート側に還流する排気還流通路50 4, the second intake port 15, first exhaust port 16, the second exhaust port 17 back flow exhaust is formed so as to flow along the outer circumferential direction of the combustion chamber A, fuel injection valves 23, the swirl control valve 24, etc. Besides, the first exhaust port 16 (or the exhaust manifold (not shown)) exhaust gas recirculation for recirculating the exhaust gas discharged until the middle of the first intake port 14 from the exhaust port communicates the middle to the intake port side with passage 50
と、エンジンの負荷に応じてこの排気還流通路50を開閉して還流排気Goutの流量を制御する還流排気制御弁51と、この排気還流通路50内を流れる還流排気G When, a recirculated exhaust control valve 51 for controlling the flow rate of recirculated exhaust Gout by opening and closing the exhaust gas recirculation passage 50 in response to the load of the engine, the recirculation exhaust gas G flowing through the exhaust gas recirculation passage 50
outの温度を調節する温度調節手段としての冷却器5 Cooler 5 as a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the out
2等を備えている。 It is equipped with a 2, and the like.

【0052】上記構成によれば、吸気行程において、第1吸気ポート14から燃焼室A内に新気(空気)、燃料、及び冷却された還流排気Goutが混合された混合気Gmixが導入されると共に、第2排気ポート17から燃焼室Aの外周方向すなわちボア側面11aに沿うように逆流排気Ginが導入されることになる。 [0052] According to the above configuration, in the intake stroke, fresh air (air), fuel, and cooled recirculated exhaust Gout is mixed mixture Gmix is ​​introduced into the combustion chamber A from the first intake port 14 together, so that the reverse flow exhaust Gin is introduced along the outer circumferential direction i.e. bore side 11a of the combustion chamber a from the second exhaust port 17.

【0053】この際、混合気Gmixと逆流排気Gin [0053] In this case, the air-fuel mixture Gmix and the backflow exhaust Gin
とは、前述図6に示すものと同様に、燃焼室Aの外周部領域に環状に逆流排気Ginが分布し、燃焼室Aの略中央部に還流排気Goutを含んだ混合気Gmixが分布することになる。 And, like those shown in the aforementioned Figure 6, back-flow exhaust Gin annularly peripheral region of the combustion chamber A are distributed, the air-fuel mixture Gmix containing recirculated exhaust gas Gout at a substantially central portion of the combustion chamber A is distributed It will be. このような、成層分布状態が形成されることにより、前述実施例同様に安定した圧縮自己着火燃焼を行わせることができ、又、混合気の燃焼温度をより一層緻密コントロールすることができ、NOx等の排出量をより一層低減させることができる。 Such, by stratified distribution is formed, it is possible to perform compression self-ignition combustion, which likewise stable above embodiment, also, it is possible to further densified control the combustion temperature of the mixture, NOx emissions etc. can be further reduced.

【0054】図11及び図12は、燃料を直接筒内(燃焼室内)に噴射する直噴ガソリンエンジンにおいて、本発明に係る排気制御装置を適用した実施例を示すものである。 [0054] FIGS. 11 and 12, in the direct injection gasoline engine which injects fuel directly into the cylinder (combustion chamber), illustrates an embodiment of applying the exhaust control device according to the present invention. この直噴エンジン60では、図11及び図12に示すように、シリンダブロック61の円筒状ボア側面6 In the direct injection engine 60, as shown in FIGS. 11 and 12, a cylindrical bore side of the cylinder block 61 6
1aと、このボア側面61aに沿って往復動するピストン62の凹部62a´を備えた冠面62aと、シリンダヘッド63の下面63aとにより燃焼室Aが画定され、 And 1a, a crown surface 62a having a recess 62a' piston 62 which reciprocates along the bore side 61a, the combustion chamber A is defined by the lower surface 63a of the cylinder head 63,
又、シリンダヘッド63には、この燃焼室Aに新気(空気)を導入するための独立吸気ポートとしての第1吸気ポート64及び第2吸気ポート65と、燃焼を終えた排気を燃焼室Aから排出するための第1排気ポート66及び第2排気ポート67とが形成されている。 Further, the cylinder head 63, a first intake port 64 and the second intake port 65 as an independent intake ports for introducing fresh air (air) to the combustion chamber A, the exhaust gas after combustion combustion chamber A a first exhaust port 66 and the second exhaust port 67 for discharging are formed from. また、このシリンダヘッド63には、第1吸気ポート64の開口部64aを開閉する第1吸気弁68と、第2吸気ポート6 Further, this cylinder head 63, a first intake valve 68 for opening and closing the opening 64a of the first intake port 64, the second intake port 6
5の開口部65aを開閉する第2吸気弁69と、第1排気ポート66の開口部66aを開閉する第1排気弁70 A second intake valve 69 for opening and closing the fifth opening 65a, the first exhaust valve for opening and closing the opening 66a of the first exhaust port 66 70
と、第2排気ポート67の開口部67aを開閉する第2 When, the opening and closing the opening portion 67a of the second exhaust port 67 2
排気弁71とが往復動自在に取り付けられており、さらに、燃焼室Aを画定する下面63aの略中央部には、燃料を燃焼室A内に直接噴射する電磁式燃料噴射弁72が取り付けられ、又、その近傍には、火花点火を行なうための点火プラグ73が取り付けられている。 An exhaust valve 71 are mounted for reciprocating, further, the substantially central portion of the lower surface 63a that defines a combustion chamber A, an electromagnetic fuel injection valve 72 that directly injects fuel into the combustion chamber A is attached also in its vicinity, the spark plug 73 for performing spark ignition is attached.

【0055】上記第1吸気ポート64と第2吸気ポート65とは、略同一の傾斜角をなして斜め上方から燃焼室Aに伸長するように形成されており、この第1吸気ポート64は、さらにその開口部64a近傍領域が燃焼室A [0055] and the first intake port 64 and the second intake port 65 is formed obliquely from above at an angle of inclination of substantially the same so as to extend into the combustion chamber A, the first intake port 64, Furthermore the opening 64a area near the combustion chamber A
の外周方向すなわち円筒状をなすボア側面61aの接線方向に伸長するように途中を湾曲させた形状に形成されており、第2吸気ポート65の途中には、駆動機構(不図示)によってエンジンの運転条件に応じ開閉制御されてその通路を開閉する吸気通路開閉弁としてのスワール制御弁74が回動自在に取り付けられている。 The outer peripheral direction, that is formed in a shape that is curved in the middle to extend in the tangential direction of the bore side 61a having a cylindrical shape, in the middle of the second intake port 65, a drive mechanism (not shown) by the engine swirl control valve 74 serving as an intake passage on-off valve for opening and closing the passage is rotatably mounted to be opened and closed controlled according to the operating conditions. 尚、これら独立した第1吸気ポート64と第2吸気ポート65との上流側は、お互いに合流して1つの吸気ポートとして形成されている。 Incidentally, upstream of independent and first intake port 64 and the second intake port 65 is formed as a single intake port joins each other.

【0056】上記のように第1吸気ポート64を形成したことにより、その開口部64aを開閉する第1吸気弁68を吸気行程において開弁させると、この第1吸気ポート64内を流れてきた新気は燃焼室A内にスワール流として流入することになり、第2吸気ポート65内に設けられたスワール制御弁74を閉弁させることで、このスワール流をより強力なものにすることができる。 [0056] By forming the first intake port 64 as described above, when the opened during the intake stroke of the first intake valve 68 for opening and closing the opening 64a, has flowed the inside first intake port 64 fresh air will be flowing as a swirl flow in the combustion chamber a, that to close the swirl control valve 74 provided in the second intake port 65, to be the swirl flow to a more powerful ones it can. 尚、 still,
上記スワール制御弁74を設けない構成であっても、上記のように湾曲した第1吸気ポート64を採用することで、所望のスワール流を形成することができる。 Even structure without the above swirl control valve 74, by adopting the first intake port 64 which is curved as described above, it is possible to form a desired swirl flow.

【0057】一方、第1排気ポート66と第2排気ポート67とは、前述実施例と同様に、第1排気ポート66 Meanwhile, the first exhaust port 66 and the second exhaust port 67, similarly to the above embodiment, the first exhaust port 66
の方が大きい傾斜角をなして燃焼室Aから斜め上方に略直線状に伸長するように形成されており、第2排気ポート67は、小さい傾斜角をなして燃焼室Aから略水平方向に伸長するように、かつその開口部67a近傍領域が燃焼室Aの外周方向すなわち円筒状をなすボア側面61 Is formed so as to extend substantially linearly obliquely upward from the combustion chamber A at an inclination angle larger, the second exhaust port 67 is in a substantially horizontal direction from the combustion chamber A forms a small angle of inclination bore side 61 to extend, and its opening 67a neighboring region forming the outer peripheral direction, that the cylindrical combustion chamber a
aの接線方向に伸長するように途中を湾曲させた形状に形成されている。 It is formed in a shape that is curved in the middle to extend in the tangential direction of a.

【0058】上記のように第2排気ポート17を形成したことにより、その開口部67aを開閉する第2排気弁21を吸気行程において開弁させると、この第2排気ポート17内に残存する排気は、図3に示すように燃焼室Aの外周方向に向かうように指向させられて流入し、さらに、上述新気のスワール流の影響を受けてより一層外周部に沿って流れるようになり、その後、前述図2に示すように、ボア側面61aに沿った外周部領域に偏在して分布することになる。 [0058] By forming the second exhaust port 17 as described above, when to open the second exhaust valve 21 for opening and closing the opening 67a in the intake stroke, the exhaust gas remaining within this second exhaust port 17 flows are then directed toward the outer peripheral direction of the combustion chamber a as shown in FIG. 3, further now flows along the further outer peripheral portion more affected by the swirl flow above the fresh air, Thereafter, as shown in the aforementioned Figure 2, it will be distributed unevenly distributed on the outer periphery area along the bore side 61a. すなわち、上記のように形成された第2排気ポート67は、燃焼室A内に逆流する逆流排気Ginを燃焼室Aの外周方向に沿って流入するように指向させる逆流排気指向手段を構成している。 That is, the second exhaust port 67 formed as described above, constitute the backflow exhaust directing means for directing the reverse flow exhaust Gin flowing back into the combustion chamber A to flow into along the outer circumferential direction of the combustion chamber A there. 尚、本実施例における第1及び第2吸気弁68,69と第1及び第2排気弁70,71とを開閉駆動する機構及び装置全体の動作は、前述実施例での機構及び動作と同様のものであるため、ここでの説明は省略する。 The first and mechanisms and devices overall operation and the second intake valve 68 for opening and closing the first and second exhaust valves 70, 71 in this embodiment is similar to the mechanism and operation of the in the foregoing embodiments for those of, description thereof will be omitted.

【0059】以上述べた実施例においては、第2排気弁21,71を(場合によっては第1排気弁20,70をも)開閉作動する第2排気弁用カム30bとしては、エンジンの全運転領域においてカムプロフィルが一定(カム高さが一定)のものを適用したが、例えば図13に示すように、エンジンの運転領域に応じて例えば3種類のカムプロフィルを使い分ける可変機構を採用してもよい。 [0059] In the embodiment described above, the second exhaust valve cam 30b which (in some cases also the first exhaust valves 20, 70) the second exhaust valves 21 and 71 opened and closed, the entire operation of the engine Although the cam profile in the region has applied those constant (cam height is constant), for example, as shown in FIG. 13, be employed a variable mechanism to selectively use the example three cam profile in accordance with the operating region of the engine good. すなわち、低負荷運転領域においては弁リフト量が最も大きくなるような排気弁用カムを選択し、高負荷運転領域においては弁リフト量が最も小さくなるような排気弁用カムを選択し、中負荷運転領域においてはほぼ中間の弁リフト量が得られるような排気弁用カムを選択するような構造を採用してもよい。 That is, in the low load operating region selects the cam exhaust valve as the valve lift amount is maximized in the high-load operation region to select the cam exhaust valve as the valve lift amount becomes smallest, medium load structure may be employed so as to select the cam exhaust valve as substantially a valve lift amount of the intermediate is obtained in the operating region.

【0060】この構成によれば、エンジンの高負荷運転領域では、図14に示すように、逆流排気Ginの量が混合気Gmixの量に比べて減少した成層分布状態が形成され、一方、エンジンの低負荷運転領域では、図15 [0060] According to this configuration, in the high-load operation region of the engine, as shown in FIG. 14, the stratified distribution of the amount of reverse flow exhaust Gin is reduced compared to the amount of the mixture Gmix is ​​formed, whereas, the engine in low-load operation region of FIG. 15
に示すように、逆流排気Ginの量が混合気Gmixの量に比べて増加した成層分布状態が形成されることになる。 As shown, the amount of reverse flow exhaust Gin is increased stratified distribution is to be formed relative to the amount of the mixture gmix. これにより、安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができると共に、すす、HC,NOx等の排出量を大幅に低減することができる。 Thus, it is possible to perform a stable compression self-ignition combustion, soot, HC, it is possible to significantly reduce the emission of such NOx.

【0061】また、以上述べた実施例においては、第1 [0061] Further, in the embodiment described above, the first
吸気弁18,68及び第2吸気弁19,69を開閉作動する吸気弁用カム29aとしては、エンジンの全運転領域においてカムプロフィルが一定(カム高さが一定)のものを適用したが、図16に示すように、エンジンの運転領域に応じて例えば3種類のカムプロフィルを使い分ける可変機構を採用してもよい。 The intake valve cam 29a for opening and closing operation of the intake valves 18, 68 and the second intake valve 19,69, but the cam profiles in the entire operating range of the engine is applied to one of the constant (cam height is constant), FIG. as shown in 16, it may be employed a variable mechanism to selectively use the example three cam profile in accordance with the operating range of the engine. すなわち、低負荷運転領域においては弁リフトが最も小さくなるような吸気弁用カムを選択し、高負荷運転領域においては弁リフト量が最も大きくなるような吸気弁用カムを選択し、中負荷運転領域においてはほぼ中間の弁リフト量が得られるような吸気弁用カムを選択するような構造を採用してもよい。 That is, the valve lift in a low-load operation region to select the smallest such cam intake valve, select cam intake valve as the valve lift amount is maximized in the high-load operation region, the medium load operation structure may be employed so as to select the intake valve cam as substantially a valve lift amount of the intermediate is obtained in the region.

【0062】この構成によれば、エンジンの高負荷運転領域では、混合気Gmixの流入量が増加することで、 [0062] According to this configuration, in the high-load operation region of the engine, that the inflow of the mixture Gmix increases,
逆流排気Ginの量が混合気Gmixの量に比べて相対的に減少し、前述図14に示すような成層分布状態が形成され、一方、エンジンの低負荷運転領域では、混合気Gmixの流入量が減少することで、逆流排気Ginの量が混合気Gmixの量に比べて相対的に増加し、前述図15に示すような成層分布状態が形成される。 The amount of back flow exhaust Gin is relatively decreased compared to the amount of the mixture gmix, is formed stratified distribution as shown in the aforementioned Figure 14, whereas, in the low-load operating region of the engine, the inflow amount of air-fuel mixture gmix There by decreasing the amount of reverse flow exhaust Gin relatively increased as compared to the amount of the mixture gmix, stratified distribution as shown in the aforementioned Figure 15 are formed. これにより、前述同様安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができると共に、すす、HC、NOx等の排出量を大幅に低減することができる。 Thus, it is possible to perform the above similar stable compression self-ignition combustion, soot, HC, it is possible to significantly reduce the emission of such NOx.

【0063】以上述べた実施例では、エンジンの1気筒分についてのみ説明したが、多気筒のエンジンについて適用できることは言うまでもない。 [0063] In the embodiment described above has been described only one cylinder of the engine, can of course be applied to a multi-cylinder engine.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明に係る排気制御装置を備えたガソリンエンジンの一部を示す縦断面図である。 1 is a longitudinal sectional view showing a part of a gasoline engine having an exhaust control device according to the present invention.

【図2】 本発明に係る排気制御装置を備えたガソリンエンジンの一部を示す平面図である。 2 is a plan view showing a part of a gasoline engine having an exhaust control device according to the present invention.

【図3】 本発明に係る排気制御装置を構成する排気ポートから逆流する逆流排気の流れを説明するための平面図である。 3 is a plan view for explaining the flow of reverse flow exhaust flowing back from the exhaust port to an exhaust control device according to the present invention.

【図4】 内燃機関の吸気弁及び排気弁を開閉駆動する機構を示すものであり、(a)は縦断面図、(b)は吸気用カムシャフト及び排気用カムシャフトの平面図である。 [Figure 4] is indicative of the mechanism for opening and closing the intake and exhaust valves of an internal combustion engine, is a plan view of (a) is a longitudinal sectional view, (b) the camshaft and an exhaust camshaft for intake.

【図5】 クランク角に対する吸気弁及び排気弁の弁リフト特性を示す図である。 5 is a diagram showing a valve lift characteristic of the intake valve and the exhaust valve with respect to the crank angle.

【図6】 燃焼室内における逆流排気と混合気との分布状態を示す図である。 6 is a diagram showing a distribution of the mixture and reflux the exhaust gas in the combustion chamber.

【図7】 本発明に係る排気制御装置を構成する逆流排気指向手段の他の実施例を示すものであり、(a)は平面図、(b)は排気弁の側面図である。 7 show another embodiment of the reverse flow exhaust directing means for an exhaust control device according to the present invention, (a) is a side view of a plan view, (b) the exhaust valve.

【図8】 内燃機関の吸気弁及び排気弁を開閉駆動する機構の他の実施例を示すものであり、(a)は縦断面図、(b)は吸気用カムシャフト及び排気用カムシャフトの平面図である。 8 show another embodiment of a mechanism for opening and closing the intake and exhaust valves of an internal combustion engine, (a) shows the longitudinal sectional view, (b) is of the intake camshaft and the exhaust camshaft it is a plan view.

【図9】 クランク角に対する吸気弁及び排気弁の弁リフト特性を示す図である。 9 is a diagram showing a valve lift characteristic of the intake valve and the exhaust valve with respect to the crank angle.

【図10】 本発明に係る排気制御装置の他の実施例を示す平面図である。 Is a plan view showing another embodiment of the exhaust control device according to the invention; FIG.

【図11】 本発明に係る排気制御装置を備えた直噴ガソリンエンジンの一部を示す縦断面図である。 11 is a longitudinal sectional view showing a part of a direct-injection gasoline engine having an exhaust control device according to the present invention.

【図12】 本発明に係る排気制御装置を備えた直噴ガソリンエンジンの一部を示す平面図である。 It is a plan view showing a part of a direct-injection gasoline engine having an exhaust control device according to the present invention; FIG.

【図13】 排気弁用カムとして3種類のカム高さを持つカムをエンジンの運転条件に応じて選択する構成を採用した場合のクランク角に対する弁リフト特性を示す図である。 13 is a diagram showing a valve lift characteristic relative to the crank angle in the case where the configuration selected depending on the operating conditions of the cam with three cam height as a cam for the exhaust valve engines.

【図14】 高負荷運転領域における逆流排気と混合気との分布状態を示す図である。 14 is a diagram showing a distribution of the mixture and reflux the exhaust gas in the high-load operation region.

【図15】 低負荷運転領域における逆流排気と混合気との分布状態を示す図である。 15 is a diagram showing a distribution of the mixture and reflux the exhaust gas in the low-load operation region.

【図16】 吸気弁用カムとして3種類のカム高さを持つカムをエンジンの運転条件に応じて選択する構成を採用した場合のクランク角に対する弁リフト特性を示す図である。 16 is a diagram showing a valve lift characteristic relative to the crank angle in the case where the configuration selected depending on the operating conditions of the cam with three cam height as a cam for the intake valve engine.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 ガソリンエンジン 11 シリンダブロック 11a ボア側面 12 ピストン 12a 冠面 13 シリンダヘッド 13a 下面 14 第1吸気ポート 14a 開口部 15 第2吸気ポート 15a 開口部 16 第1排気ポート 16a 開口部 17 第2排気ポート 17a 開口部 18 第1吸気弁 19 第2吸気弁 20 第1排気弁 21 第2排気弁 22 点火プラグ 23 燃料噴射弁 24 スワール制御弁(吸気通路開閉弁) 25 吸気側ロッカシャフト 26 排気側ロッカシャフト 27 吸気側ロッカアーム 28 排気側ロッカアーム 29 吸気用カムシャフト 29a 吸気弁用カム 30 排気用カムシャフト 30a 第1排気弁用カム 30b 第2排気弁用カム 31 第1排気ポート 32 第2排気ポート 33 第2排気弁 33a 傘部 34 シュラウド 4 10 gasoline engine 11 cylinder block 11a bore side 12 piston 12a crown surface 13 cylinder head 13a lower surface 14 first intake port 14a opening 15 second intake port 15a opening 16 the first exhaust port 16a opening 17 the second exhaust port 17a opening part 18 the first intake valve 19 and the second intake valve 20 first exhaust valve 21 and the second exhaust valve 22 ignition plug 23 the fuel injection valve 24 swirl control valve (the intake channel opening and closing valve) 25 intake side rocker shaft 26 exhaust side rocker shaft 27 intake side rocker arm 28 exhaust side rocker arm 29 intake camshaft 29a intake valve cam 30 cam exhaust camshaft 30a first exhaust valve cam 30b second exhaust valve 31 first exhaust port 32 and the second exhaust port 33 and the second exhaust valve 33a umbrella portion 34 shroud 4 吸気側ロッカシャフト 41 第1排気側ロッカシャフト 42 吸気側ロッカアーム 43 第1排気側ロッカアーム 44 吸気用カムシャフト 44a 吸気弁用カム 45 排気用カムシャフト 45a 排気弁用カム 46 第2排気側ロッカシャフト 47 第2排気側ロッカアーム 50 排気還流通路 51 還流排気制御弁 52 冷却器(温度調節手段) 60 直噴ガソリンエンジン 61 シリンダブロック 61a ボア側面 62 ピストン 62a 冠面 62a´ 凹部 63 シリンダヘッド 64 第1吸気ポート 65 第2吸気ポート 66 第1排気ポート 67 第2排気ポート 68 第1吸気弁 69 第2吸気弁 70 第1排気弁 71 第2排気弁 72 燃料噴射弁 73 点火プラグ 74 スワール制御弁 The second exhaust side rocker shaft 47 intake side rocker shaft 41 first exhaust side rocker shaft 42 intake side rocker arm 43 first exhaust side rocker arm 44 intake camshaft 44a intake valve cam 45 exhaust camshaft 45a exhaust valve cam 46 second second exhaust-side rocker arm 50 exhaust gas recirculation passage 51 recirculated exhaust control valve 52 cooler (temperature adjusting means) 60 direct injection gasoline engine 61 cylinder block 61a bore side 62 piston 62a crown surface 62a' recess 63 the cylinder head 64 first intake port 65 first 2 the intake port 66 first exhaust port 67 the second exhaust port 68 the first intake valve 69 the second intake valve 70 the first exhaust valve 71 and the second exhaust valve 72 fuel injection valve 73 ignition plug 74 swirl control valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 FI F02D 21/08 301 F02D 21/08 301Z 41/02 301 41/02 301E 351 351 43/00 301 43/00 301B 301N 301Z F02M 25/07 510 F02M 25/07 510B (72)発明者 野 田 徹 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page continued (51) Int.Cl. 6 identifications FI F02D 21/08 301 F02D 21/08 301Z 41/02 301 41/02 301E 351 351 43/00 301 43/00 301B 301N 301Z F02M 25 / 07 510 F02M 25/07 510B (72) inventor Noda Toru Kanagawa Prefecture, Kanagawa-ku, Yokohama-shi Takaracho address 2 Nissan-car Co., Ltd.

Claims (9)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 燃焼室に連通する吸気ポートの開口部を開閉する2つ以上の吸気弁と、燃焼室に連通する排気ポートの開口部を開閉する2つ以上の排気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁を排気行程から吸気行程に亘る所定領域において開弁して排気ポート内にある排気の一部を燃焼室内へ逆流させるように制御し、負荷に応じて自己着火運転と点火プラグによる火花点火運転とを選択的に切り替えて運転させる内燃機関の排気制御装置であって、 前記少なくとも1つの排気弁の開弁により燃焼室内に逆流する逆流排気を燃焼室の外周方向に沿って流入するように指向させる逆流排気指向手段を設けた、 ことを特徴とする内燃機関の排気制御装置。 With a 1. A combustion chamber two or more intake valves for opening and closing the opening of the intake port communicating with, and two or more exhaust valves for opening and closing the opening of the exhaust port that communicates with the combustion chamber, at least one exhaust valve is opened in a predetermined region over the intake stroke from the exhaust stroke part of the exhaust gas is controlled to flow back into the combustion chamber in the exhaust port, by the spark plug with a self-ignition operation according to the load a exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine which is operated by selectively switching between spark ignition operation, flows along the outer circumferential direction of the combustion chamber the at least one opening by reflux the exhaust gas flows back into the combustion chamber of the exhaust valve the backflow exhaust directing means for directing provided as the exhaust control device for an internal combustion engine, characterized in that.
  2. 【請求項2】 前記逆流排気指向手段は、前記少なくとも1つの排気弁により開閉される開口部側領域を燃焼室の外周方向に沿って伸長するように形成した排気ポートである、ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気制御装置。 Wherein said back flow exhaust directing means, said at least one exhaust port opening side area that is opened and closed and formed so as to extend along the outer peripheral direction of the combustion chamber by the exhaust valve, and wherein the exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
  3. 【請求項3】 前記逆流排気指向手段は、前記少なくとも1つの排気弁の傘部に設けられて逆流排気が燃焼室の外周方向以外へ流れるのを阻止する壁面を形成するシュラウドである、ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気制御装置。 Wherein the backflow exhaust directing means is a shroud backflow exhaust provided umbrella portion of the at least one exhaust valve to form a wall to prevent the flow to the other outer peripheral direction of the combustion chamber, that exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein.
  4. 【請求項4】 前記逆流排気指向手段は、前記少なくとも1つの排気弁により開閉される開口部側領域を燃焼室の外周方向に沿って伸長するように形成した排気ポート及び前記少なくとも1つの排気弁の傘部に設けられて逆流排気が燃焼室の外周方向以外へ流れるのを阻止する壁面を形成するシュラウドである、ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気制御装置。 Wherein said back flow exhaust directing means, said at least one exhaust port opening side area that is opened and closed and formed so as to extend along the outer peripheral direction of the combustion chamber by an exhaust valve and the at least one exhaust valve of reflux provided to the valve head exhaust is shroud to form a wall to prevent the flow to the other outer peripheral direction of the combustion chamber, an exhaust control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a.
  5. 【請求項5】 前記排気弁を駆動する排気用カムシャフトを有し、 前記排気用カムシャフトは、前記排気弁の全てを排気行程において開弁駆動する第1排気弁用カムと、前記少なくとも1つの排気弁を吸気行程においても開弁駆動する第2排気弁用カムとを有する、ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか1つに記載の内燃機関の排気制御装置。 5. an exhaust camshaft for driving the exhaust valve, the exhaust camshaft has a first cam for the exhaust valve to be opened driving in the exhaust stroke all the exhaust valves, wherein at least 1 one also has a cam for the second exhaust valve for opening driving in the exhaust valve intake stroke, it exhaust control device for an internal combustion engine according to 4 any one claims 1, characterized in.
  6. 【請求項6】 前記吸気弁を開弁駆動する吸気弁用カムが形成された吸気用カムシャフトを有し、 前記少なくとも1つの排気弁は、前記吸気弁用カムにより、吸気行程においても開弁駆動される、ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか1つに記載の内燃機関の排気制御装置。 6. have intake camshaft cam intake valve is formed to be opened driving the intake valve, wherein the at least one exhaust valve, a cam the intake valve, opening also in the intake stroke driven, that exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine according to 4 any one claims 1, characterized in.
  7. 【請求項7】 前記吸気ポートは、燃焼室への開口部から上流側へ向かう少なくとも所定の領域において、2つ以上の独立した独立吸気ポートとして形成されており、 Wherein said intake port, at least a predetermined region toward the upstream side from the opening into the combustion chamber, it is formed as two or more separate independent intake ports,
    前記独立吸気ポートの少なくとも1つには、その通路を開閉する吸気通路開閉弁を有する、ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか1つに記載の内燃機関の排気制御装置。 The independent At least one of the intake port, with an intake channel opening and closing valve for opening and closing the passage, it exhaust control device for an internal combustion engine according to any one of Claims 1 to 6, characterized in.
  8. 【請求項8】 前記排気ポートから排出された排気を前記吸気ポート側に還流する排気還流通路と、負荷に応じて前記排気還流通路を開閉し還流排気の流量を制御する還流排気制御弁とを有する、ことを特徴とする請求項1 8. A exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas discharged from the exhaust port to the intake port side, and a recirculated exhaust control valve for controlling the flow rate of the recirculated exhaust gas by opening and closing the exhaust gas recirculation passage in response to a load It has, according to claim 1, characterized in that
    ないし7いずれか1つに記載の内燃機関の排気制御装置。 Exhaust control device to 7 internal combustion engine according to any one.
  9. 【請求項9】 前記排気還流通路を流れる還流排気の温度を調節する温度調節手段を有する、ことを特徴とする請求項8記載の内燃機関の排気制御装置。 Wherein said exhaust gas recirculation has a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the recirculated exhaust gas flowing through the passage, an exhaust control device for an internal combustion engine according to claim 8, wherein a.
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